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1.1 操作系统的历史与演变1

1.1.1 计算机体系结构的演变1

第一章 引论1

1.1.2 操作系统的产生与发展3

1.2 操作系统的功能与定义5

1.2.1 机器硬件的延伸5

1.2.2 资源管理者6

1.2.3 提供服务6

1.2.4 操作系统的功能与定义6

1.3.1 单体结构7

1.3.2 层次结构7

1.3 操作系统的结构模型7

1.3.3 微内核结构(顾客-服务员模型)8

习题10

第二章 进程管理11

2.1 进程的概念11

2.1.1 程序顺序执行与其特征11

2.1.2 程序的并发执行与特征12

2.1.3 前趋图和Bernstein条件13

2.1.4 进程的定义15

2.1.5 进程的基本状态与状态的变迁16

2.1.6 进程控制块16

2.1.7 进程的上下文17

2.2.1 进程的家族树19

2.2.2 进程控制原语19

2.2 进程的控制19

2.3 进程同步与互斥22

2.3.1 进程间的制约关系22

2.3.2 临界资源与互斥23

2.3.3 解决互斥的锁机制23

2.3.4 信号量同步机制24

2.3.5 信号量机制的应用26

2.3.6 信号量集同步机制28

2.3.7 管程31

2.4 经典同步问题33

2.4.1 生产者-消费者问题33

2.4.2 读者-写者问题34

2.4.4 用其它机制解决经典同步问题36

2.4.3 五个哲学家就餐问题36

2.5 进程通信39

2.5.1 直接通信39

2.5.2 间接通信42

2.5.3 管道通信44

2.6 死锁44

2.6.1 死锁与死锁产生的必要条件45

2.6.2 死锁的描述——资源分配图46

2.6.3 死锁预防47

2.6.4 死锁避免48

2.6.5 死锁检测51

2.6.6 死锁解除54

习题56

3.1.2 作业状态与处理流程61

3.1.1 作业和作业步61

3.1 概述61

第三章 作业管理61

3.1.3 作业管理的任务62

3.1.4 作业输入/输出方式的演变62

3.2 批处理系统的作业控制63

3.2.1 脱机作业控制64

3.2.2 联机作业控制64

3.3 分时系统作业(交互作业)控制64

3.4 用户接口64

3.5 系统调用(广义指令)65

习题67

4.1 多级调度68

第四章 处理机调度68

4.2 作业调度69

4.2.1 调度算法的评价69

4.2.2 调度性能的衡量70

4.2.3 单道批处理系统的调度算法70

4.2.4 多道批处理系统的调度算法72

4.3 进程调度74

4.3.1 概述74

4.3.2 进程调度算法74

4.4 进程调度实现78

4.4.1 就绪队列组织78

4.4.2 分派程序(dispatch)78

习题80

5.1.1 存储器的层次结构85

5.1 概述85

第五章 存储管理85

5.1.2 存储管理的目的和功能86

5.1.3 存储分配方式与时机87

5.1.4 重定位88

5.1.5 虚拟存储器90

5.2 覆盖与交换91

5.3 单一连续区存储分配92

5.4 分区存储管理92

5.4.1 固定分区93

5.4.2 可变分区94

5.4.3 可变分区的分配与回收算法95

5.4.4 可重定位分区96

5.4.5 多重分区96

5.4.6 分区的保护97

5.5 分页存储管理98

5.5.1 页表99

5.5.2 地址转换99

5.5.3 快表100

5.6 请求式分页存储管理——页式虚拟存储系统101

5.6.1 页描述子扩充101

5.6.2 地址转换与缺页中断101

5.6.3 页面淘汰算法101

5.6.4 性能分析104

5.6.5 页面共享与保护105

5.7 分段存储管理106

5.7.1 段表与地址转换107

5.7.2 段式虚拟存储系统108

5.7.3 段的动态连接109

5.7.4 段的共享111

5.7.5 段的保护111

5.8 段页式存储管理112

5.8.1 实现原理113

5.8.2 段页式存储管理算法116

习题117

第六章 设备管理122

6.1 输入/输出硬件原理122

6.1.1 外部设备122

6.1.2 中断技术123

6.1.3 DMA125

6.1.4 通道127

6.1.5 外围处理机129

6.2 设备管理的任务与功能130

6.3 设备分配131

6.3.1 独占、共享与虚拟设备131

6.3.2 分配方式与分配算法132

6.3.3 与设备无关性133

6.3.4 设备分配133

6.4 驱动调度136

6.4.1 物理特性137

6.4.2 驱动调度算法137

6.5 设备驱动与中断处理138

6.6 缓冲技术142

6.6.1 缓冲技术的引入142

6.6.2 缓冲区的设置143

习题144

7.1 概述146

7.1.1 文件与文件系统146

第七章 文件系统146

7.1.2 文件分类147

7.1.3 文件说明147

7.2 文件的逻辑结构和物理结构148

7.2.1 文件的逻辑结构148

7.2.2 文件的物理结构149

7.2.3 组块与解块151

7.2.4 多级索引153

7.3 存取方法156

7.4 文件目录158

7.4.1 单级目录158

7.4.3 多级目录159

7.4.2 二级目录159

7.4.4 符号文件目录与基本文件目录160

7.4.5 文件目录的管理162

7.5 文件存储空间的管理163

7.5.1 空白文件目录法163

7.5.2 位示图法163

7.5.3 空闲块链接法164

7.6 文件存取控制166

7.7 文件系统的层次模型168

7.7.1 用户接口及初始化169

7.7.2 符号文件系统(SFS)169

7.7.3 基本文件系统(BFS)169

7.7.6 物理文件系统(PFS)170

7.7.4 存取控制验证(ACV)170

7.7.5 逻辑文件系统(LFS)170

7.7.7 设备策略模块(DSM)171

7.7.8 I/O调度和控制系统(IOCS)171

7.7.9 分配策略模块(ASM)171

7.8 文件的主要操作172

习题175

第八章 系统安全178

8.1 系统安全的重要性178

8.1.1 计算机系统的脆弱性178

8.1.2 系统安全的主要内容179

8.1.3 系统安全的标准与评价180

8.1.5 计算机病毒的危害182

8.1.4 数据信息的安全与加密182

8.1.6 操作系统对系统安全的作用183

8.2 用户身份鉴别184

8.2.1 口令鉴别184

8.2.2 信物鉴别186

8.2.3 利用人类特征鉴别186

8.3 访问控制187

8.3.1 访问控制矩阵187

8.3.2 访问控制类型188

8.3.3 自主访问控制188

8.3.4 强制访问控制193

8.3.5 隐蔽信道197

8.4.1 进程的支持199

8.4.2 主存保护199

8.4 操作系统安全与保护199

8.4.3 保护环201

8.4.4 I/O访问控制202

8.4.5 安全核206

习题210

第九章 多机操作系统211

9.1 由单机操作系统到多机操作系统211

9.1.1 单机操作系统211

9.1.2 多机操作系统的特征211

9.1.3 多机操作系统的功能213

9.2 进程同步214

9.2.1 集中式同步机构214

9.2.2 利用事件计数实现同步示例216

9.2.3 分布式进程同步217

9.3 任务分配220

9.3.1 任务分配应考虑的问题220

9.3.2 最早调度算法221

9.3.3 子集调度算法222

9.3.4 搜索树223

9.4 Mach多机操作系统225

9.4.1 Mach引入的新概念225

9.4.2 Mach的处理机调度228

9.4.3 Mach的存储对象概念229

9.4.4 Mach的UNIX服务员231

习题235

参考文献236

附录：习题参考答案237